Modélisation des interactions faibles en théorie de la fonctionnelle de la densité

Describing weak interactions in density functional theory

• Auteur / Autrice : David Sulzer
• Direction : Chantal Daniel, Trond Saue
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Soutenance le 28/09/2012
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie (Strasbourg ; 2005-....)
• Jury : Président / Présidente : János Ángyán
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rachel Schurhammer, Emmanuel Fromager
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Celestino Angeli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie quantique

Modèles mathématiques

Théorie de la fonctionnelle de densité

Mots clés libres

Forces de van der Waals

Forces de dispersion

Orbital de London

Théorie de la fonctionnelle de la densité

Separation de portée

Théorie des perturbations multiréférence

Chimie quantique relativiste

Propriétés relativiste

Van der Waals forces

Dispersion forces

London orbitals

Density-functional theory

Range separation

Multi-reference perturbation theory

Relativistic quantum chemistry

Relativistic properties

Résumé

Les descriptions des interactions faibles et notamment de la dispersion représentent un problème majeur pour la théorie de la fonctionnelle de la densité. En effet, le caractère fortement local des fonctionnelles rend problématique la description des interactions à longue-portée. Aussi, plusieurs stratégies sont envisagées: des corrections des fonctionnelles existantes ou une introduction de méthodes post-Hartree-Fock par séparation de portée. Des résultats dans les deux cas sont exposés. Tout d'abord, la méthodologie hybride est appliquée à des dimères de métaux de transition (Cr2, Mn2 et Zn2). Ensuite, le calcul de coefficients de corrections pour la dispersion dans un cadre relativiste est présenté. Enfin, les interactions faibles peuvent également résulter de l'interaction d'une molécule avec un champ magnétique. Dans ce cadre, une modélisation de la modification de la densité électronique dans les systèmes aromatiques sous l'influence d'un champ magnétique extérieur est présentée.

In quantum chemistry description of weak interactions, and particularly dispersion forces, are major problems for density functional theory. The strongly local character of functional does not allow to describe properly the long range interactions. Thus, two different strategies have been considered. Correcting the available functional or introduce post-Hartree-Fock methods by mean of range separation.Results in the two cases are discussed. First, the range separated hybrid methodology is applied to transition metal dimers (Cr2, Mn2 and Zn2). Then, correction coefficients for dispersion are calculated within the relativistic framework. Within this relativistic framework, a modelling of the electronic density in aromatic system under the influence of an external magnetic field is also presented.